Научная статья на тему 'АНАЛіЗ ПОВЕДіНКИ НИЗЬКОМОЛЕКУЛЯРНОї КАТіОННОї ТА ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНОї АНіОННОї ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РЕЧОВИН НА МЕЖі ПОДіЛУ ФАЗ БіНАРНИЙ ВОДНИЙ РОЗЧИН - ПОВіТРЯ'

АНАЛіЗ ПОВЕДіНКИ НИЗЬКОМОЛЕКУЛЯРНОї КАТіОННОї ТА ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНОї АНіОННОї ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РЕЧОВИН НА МЕЖі ПОДіЛУ ФАЗ БіНАРНИЙ ВОДНИЙ РОЗЧИН - ПОВіТРЯ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
38
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
ScienceRise
Ключевые слова
ПОВЕРХНЕВі ВЛАСТИВОСТі / БіНАРНі РОЗЧИНИ / БРОМіД ГЕКСАДЕЦИЛПіРИДИНіЮ / HEXADECYLPYRIDINIUM BROMIDE / НАТРієВА СіЛЬ КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЮЛОЗИ / SURFACE PROPERTIES / BINARY SOLUTIONS / CARBOXYMETHYLCELLULOSE SODIUM SALT

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Волювач О.В., Ішков Ю.В.

Вивчені особливості поведінки броміду гексадецилпіридинію та натрієвої солі карбоксиметилцелюлози на межі поділу фаз розчин-повітря при різних масових співвідношеннях компонентів у розчинах, значеннях рН середовища за незмінної концентрації катіонної поверхнево-активної речовини (ПАР). Розраховано склад адсорбційних шарів, параметр міжмолекулярної взаємодії у них ПАР. Запропоновані оптимальні умови поверхневого концентрування ПАР катіонного типу

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Analysis of the behavior of low-molecular cationic and high-molecular anionic surfactants on the interface of phases "binary aqueous solution - air"

Specific features of the behavior of hexadecylpyridinium bromide and sodium carboxymethyl cellulose at the interface between solution-air phases at different weight ratios of components in solutions, pH of the medium at a constant concentration of cationic surfactant are studied. The composition of adsorption layers and the parameter of intermolecular interaction of surfactants in them are calculated. Optimal conditions for surface concentration of cationic surfactants are proposed

Текст научной работы на тему «АНАЛіЗ ПОВЕДіНКИ НИЗЬКОМОЛЕКУЛЯРНОї КАТіОННОї ТА ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНОї АНіОННОї ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РЕЧОВИН НА МЕЖі ПОДіЛУ ФАЗ БіНАРНИЙ ВОДНИЙ РОЗЧИН - ПОВіТРЯ»

УДК 544.77.051.62:544.72.023.221 Б01: 10.15587/2313-8416.2017.97643

АНАЛ1З ПОВЕД1НКИ НИЗЬКОМОЛЕКУЛЯРНО1 КАТ1ОННО1 ТА ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНО1 АН1ОННО1 ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РЕЧОВИН НА МЕЖ1 ПОД1ЛУ ФАЗ Б1НАРНИЙ ВОДНИЙ РОЗЧИН - ПОВ1ТРЯ

© О. В. Волювач, Ю. В. 1шков

Вивчеш особливостI поведтки бромгду гексадецилпгридитю та натр1ево1 солг карбоксиметилцелюлози на межг подшу фаз розчин-повтря при ргзних масових сп1вв1дношеннях компонент1в у розчинах, значениях рН середовища за незмшно! концентрацИ кат1онно1 поверхнево-активно'1 речовини (ПАР). Розрахо-вано склад адсорбцтних шаргв, параметр мгжмолекулярно! взаемодИ у них ПАР. Запропонованг оптима-льш умови поверхневого концентрування ПАР катгонного типу

Ключовi слова: поверхневI властивостг, бтарш розчини, бром1д гексадецилпгридинт, натргева сть кар-боксиметилцелюлози

1. Вступ

Властивосп водних розчишв бшьшосп iндивi-дуальних поверхнево-активних речовин (ПАР) важ-лив^ однак достатньо вивчеш [1, 2]. Останшм часом науковий штерес направлений на вивчення особли-востей взаемоди дешлькох ПАР рiзноi природи на межах подшу фаз розчин - тверде тшо, розчин - повпря [1]. Щодо катiонних ПАР, то !х взаемод^я з неь оногенними ПАР (Твшами) на межi подiлу фаз бша-рний розчин ПАР - повпря детально викладена в роботах [3, 4]. Дослвджена взаемодiя катюнних ПАР i з анiонними ПАР (алкшсульфати натрiю) [5]. Комбшу-вання ПАР в залежностi вiд рiзних факторiв не зав-жди е прогнозованим i в рядi випадшв може супро-воджуватись виявленням за умови малих витрат ком-понентiв специфiчних властивостей, завдяки яким зростае перспективнiсть використання синергетич-них комбiнацiй ПАР для б№шосп практичних цiлей, в тому чист для виготовленш мийних засобiв [6], в процесi водоочищення [7, 8] тощо.

2. Лiтературний огляд

На особливу увагу заслуговують найпошире-нiшi представники катiонних ПАР - "бюлопчно жор-стГ' галогенiди алкшшридинш, зокрема галогенiди гексадецилпiридинiю (На1ГДП), в поеднанш з шши-ми низькомолекулярними ПАР i високомолекуляр-ними ПАР (полiелектролiтами) рiзноi природи. В роботах [5, 7] проведено аналiз адсорбци бромiду гек-садецилпiридинiю з анюнними ПАР (алкiлсульфати натрiю) на межi подiлу фаз бiнарний розчин ПАР -повиря та наведено кшьшсну та термодинамiчну оцiнку взаемоди йодиду гексадецилпiридинiю з нею-ногенною ПАР (Твшом-20) в змiшаних водних розчинах i адсорбцiйних шарах. Значно менше уваги

придiлено дослвдженню поверхневих властивостей На1ГДП з високомолекулярними ПАР у адсорбцiйних шарах на межi подiлу фаз змiшаний розчин ПАР -повпря залежно ввд спiввiдношення компонентiв, природи компонентiв, значення рН середовища. Ц дослiдження важливi для розв'язання низки практичних питань, передовам пов'язаних iз правильним ш-дбором композицiй ПАР - полiелектролiт, здатних ефективно знижувати мiжфазну поверхневу енергiю, зокрема у процеа водоочищення ПАР методом фло-тофлокуляци. Комплексоутворення протилежно за-ряджених ПАР i полiелектролiтiв у водних розчинах вивчено у роботах [1, 9]. Для виршення косметично! проблеми застосовано фiзико-хiмiчний пiдхiд при дослiдженнi адсорбци сумiшей ПАР - полiелектролiт на поверхнях [10]. Практично вiдсутнi ввдомосп про енергетичнi характеристики взаемодii компонента (параметр мiжчастинковоi взаемодii тощо), особливо на межi з повiтрям, про склад адсорбцшних шарiв, утворених за взаемоди низькомолекулярно1' та висо-комолекулярно1' ПАР. В практичному планi серед ви-сокомолекулярних ПАР (полiелектролiтiв) перспек-тивнi похiднi целюлози, завдяки свош низько! кош-товностi та безпечносп для екологii та людини. На користь цього сввдчать лiтературнi даш по викорис-танню натрiевоi солi карбоксиметилцелюлози (№-КМЦ) у медицин [11, 12]. Фiзико-хiмiчнi та техноло-гiчнi характеристики натрiй карбоксиметилцелюлози з метою створення пролонгованих лiкарських форм з рвдким дисперсiйним середовищем детально вивчеш у робот [11]. Запропоноваш наномiкрокомпозицiйнi раневi покриття на основi колагену i карбоксиметилцелюлози [12].

Дослвдження взаемодii катiонних ПАР з карбо-ксиметилцелюлозою у водних розчинах представлеш

в роботах Neha Dhar [13] i Jitendra Mata [14] з ствав-торами. Солевий ефект при утворенш комплексу мгж 1-додецил-3-метилiмiдазолiй бромвдом i Na-КМЦ у водному розчиш викладений в [15]. Дослвдження вза-емодй' м1ж Ci6TAB i Na-КМЦ у нашврозведеному роз-чинi на основi реологiчних вимiрiв представлено в ро-ботi [16]. Маловивченою залишаеться сумiш На1ГДП -Na-КМЦ, а саме поведшка обох ПАР на меж1 подiлу фаз бiнарний розчин ПАР - повiтря.

3. Мета та задачi дослiдження

Мета дослщження - дослвдити особливостi поведiнки бромщу гексадецилпiридинiю та натрiевоl солi карбоксиметилцелюлози на меж1 подiлу фаз 6i-нарний водний розчин - повиря в залежностi вiд рiз-них факторiв для подальшого надання рекомендацш по оптимiзацil поверхневого концентрування повер-хнево-активних речовин катiонного типу.

Для досягнення мети були поставленi наступ-нi задачi:

- вивчити особливоси поведiнки бромiду гек-садецилпiридинiю (БГДП) та натрiевоl солi карбоксиметилцелюлози (Na-КМЦ) на меж1 подiлу фаз 6í-нарний водний розчин - повиря при рiзних масових сшвввдношеннях компонентiв у розчинах в широкому дiапазонi значень рН за незмшно! концентрацй' катюнно1 ПАР;

- провести кшьшсний аналiз взаемодй' БГДП i Na-КМЦ на меж1 подшу фаз розчин - повiтря (розра-хунок на основi псевдофазно! моделi розподiлення з використанням пiдходу Розена складу змшаних ад-сорбцiйних шарiв i параметру мiжчастинковоl взаемодй' у них компоненпв);

- запропонувати оптимальнi умови проведен-ня процесу максимального поверхневого концентрування катюнних ПАР (солей алкiлпiридинiю, зокре-ма БГДП) iз водних розчинiв за присутносл високо-молекулярно1 анюнно1 ПАР (Na-КМЦ).

4. Матерiали i методи дослвдження

В ходi експерименту використано низькомоле-кулярну поверхнево-активну речовину (ПАР) катюн-ного типу: бромiд гексадецилтридинш (БГДП) Mr=384 фiрми "ТОР" (Укра1на) та високомолекуляр-ну ПАР анюнного типу: натрiеву сiль карбоксиметилцелюлози (Na-КМЦ) марки Primellose фiрми Acros Organics (Бельгiя), зi ступенем замщення 0,7 та Mr=9,0^104. Вибiр в якоси катюнно1 ПАР бромиду ге-ксадецилпiридинiю [RnN+C6H5]Br- (Rn - вуглеводне-вий радикал нормально1 будови (CH3 - CH2 - ...) обумовлений його використанням у хiмiчному аналь зi, в промисловостi як деемульгатору i комплексо-утворювача, гербiциду, дезшф^ючого засобу, антистатика в текстильнш промисловостi, допомiжноl ре-човини при фарбуванш бавовни, диспергатора у ви-робництвi вiскозного шовку тощо. Вибiр базового полiмеру для комбiнування змшаних розчинiв ПАР iз синергетичною дiею компонентiв та дослвдження !х поверхневих властивостей обумовлено тим, що Na-КМЦ [C^O^OHb^OC^TOONa^L у порiвняннi з шшими синтетичними аналогами, наприклад, полiак-риламiдом, е менш дорогим, що при великих проми-слових об'емах користування е важливим з економь

чно1 точки зору. У водних розчинах Na-КМЦ прояв-ляе властивостi анiонноï ПАР, добре сполучаеться з iншими природними й синтетичними полiмерами, органiчними сполуками. Широко використовуеться Na-КМЦ при виготовленш мийних засобiв ("виконуе функцИ" захисного колоïду, що перешкоджае зворот-ному осадженню бруду на тканини), в якостi матриц захисних покриттiв з металевими наповнювачами, диспергатора для синтезу нанорозмiрних металоор-ганiчних матерiалiв [17].

Останнiм часом Na-КМЦ використовують i у пожежнш технiцi як добавку для тдвищення вогне-тушильноï здатностi компресiйноï шни низько1 крат-ностi (на приклад^ пiноутворювача ПО-6Р3) [18]. За присутностi Na-КМЦ зменшуеться швидк1сть вить кання р1дко1 фази внаслвдок збiльшення в'язкоси, за-тримуеться вологiсть у шш, що набувае бiльш висо-ко1 термостiйкостi.

Вихiднi розчини низькомолекулярноï катюн-но1 ПАР i високомолекулярно1 анюнно1 ПАР приготовлено розчиненням точних наважок препарапв у дистильованiй вод^ Бiнарнi розчини БГДП - Na-КМЦ рiзного складу отримано змшуванням iндивi-дуальних розчинiв ПАР, приготовлених вiдповiдно iз препаратiв квалiфiкацiï "ч.д.а." без додатково1 очистки, та послвдуючим 1'х розбавленням.

Поверхневий натяг водних розчишв iндивiду-альних БГДП, Na-КМЦ та 1'х бiнарних розчишв iз масовим спiввiдношенням компонентiв 0,0313 (Na-КМЦ):1,0 (БГДП), 0,0625 (№-КМЦ):1,0 (БГДП), 0,125 (Na-КМЦ):1,0 (БГДП), 0,25 (№-КМЦ):1,0 (БГДП), 0,5 (Na-КМЦ):1,0 (БГДП) i 1,0 (Ш-КМЦ):1,0 (БГДП) визначено методом Вiльгельмi (точнiсть±0,5 мДж/м2) за шмнатно! температури (20±1 °C) у широкому дiа-пазонi значень рН середовища. Вiдповiдну кислот-нiсть середовища тдгримано додаванням (0,1-1,0) н розчишв соляно! кислоти або натрш пдроксиду, приготовлених iз реактивiв квалiфiкацiя "х.ч.". Значения рН контрольовано за допомогою iономера GB-74 з шдикаторним скляним електродом марки ЕСЛ-43-07 (ТУ 25.05.2234-77) та хлоридосрiбним електродом порiвняння марки ЕВЛ.

Експерименти здiйснено в п'яти повторах. Статистичну обробку результапв тензiометричних дослiджень проведено з використанням загальноп-рийнятих методiв варiацiйноï статистики за допомогою комп'ютернох' програми «Microsoft Office Ехсе1 2003" iз визначенням /-критерш Стьюдента. Статис-тично вiрогiдною вважалась рiзниця при p<0,05. Об-робку експериментальних даних (розрахунок складу змiшаних адсорбцiйних шарiв на межу розд^ фаз бiнарний розчин ПАР - повиря, утворених БГДП i Na-КМЦ) здшснено за допомогою комп'ютернох' програми "Solver&Setting".

5. Результата дослвдження та ïx обговорення

Розчини низькомолекулярнох' катiонноï ПАР (БГДП) володшть бiльш поверхнево-активними вла-стивостями за розчини високомолекулярноï аиiонноï ПАР (Na-КМЦ) в усьому дiапазонi значень рН середовища при незмшнш концентрацй' БГДП (в даному дослщженш ця концентрацiя складала 100 мг/л, або 6,2-10-4 моль/дм3) (рис. 1). В обласи значень рН сере-

довища, близьких до нейтрального, БГДП частково переходить у форму "псевдооснов", адсорбцшна зда-тнiсть яких дещо менша за адсорбцiйну здатнiсть ка-тiонiв гексадецилпiридинiю в кислому середовища Аналогiчна картина спостерiгаеться в сильно лужно-му середовищi. При рН>>9,0 четвертиннi солi алшл-пiридинiю перетворюються на поверхнево-активнiшi за псевдооснови третинш амiни. При переходi вiд кислого до лужного середовища, значення поверхнево-го натягу розчину iндивiдуального №-КМЦ поступо-во зменшувалось з 61,3 до 56,0 мДж/м2 [©(Н^)2^ =72,75 мДж/м2, К(Н20)=0,307]. Ця закономiрнiсть повторювалась i за температури 14±1 °С: поверхне-вий натяг розчину шдиввдуального Na-КМЦ зменшу-вався з 68,8 до 62,9 мДж/м2 [©(НЮ)1^^ мДж/м2, К(H2O)=0,27].

Експериментально встановлено, що поверхне-вi властивостi бiнарних розчинiв БГДП - №-КМЦ iз малим вмютом полiелектролiту полiпшуються порiв-няно з поверхневими властивостями розчишв iндивi-дуальних ПАР в досить широкому дiапазонi значень рН середовища (рис. 1, а-г). З подальшим збшьшен-ням в розчинах вмюту анiонного полiелектролiту до 0,5-1,0 мг на 1,0 мг БГДП спостертаеться вiдносно розчину iндивiдуального БГДП виражений антагош-

стичний ефект, особливо при рН=3,5-6,5 (рис. 1, д-е). Це е важливим i необхвдно бути виключено технологами при складант рiзних композицш, як1 виготовляють-ся для подальшого !х використання в технологиях, що потребують ефективного зниження м1жфазно1' енерги. В цьому вiдношеннi позитивнi результата виявлет при масовому спiввiдношеннi т(№-КМЦ):т(БГДП), мг/мг - (0,25:1,0), що е оптимальним в усьому досль дженому дiапазонi значень рН середовища: ввд 2,2 до 9,3 (з вихщною концентрацiею БГДП 100 мг/л з ура-хуванням подвiйного розбавлення). Посилення мь жмолекулярно1' взаемоди мiж компонентами рiзноi природи супроводжуеться зростанням !х сумюно1' ад-сорбцii на меж1 подiлу фаз бiнарний розчин ПАР -повпря. Ввд кислого до лужного середовища значення поверхневого натягу розчину сум1ш ПАР з масовим спiввiдношенням 0,25 (№-КМЦ):1,0 (БГДП) е нижними за значення поверхневого натягу розчишв шди-вiдуальних ПАР (рис. 1, г). В цшому можна конста-тувати: слабко кисле, нейтральне та слабко лужне середовище е ефективними для комб^вання досль джуваних сумiшей БГДП i №-КМЦ iз вмiстом ви-сокомолекулярно1' анюнно1' ПАР, що в 4-32 рази ме-нше за вмiст у бшарному розчинi низькомолекуляр-но! катюнно1' ПАР (рис. 1, а-г).

г д е

Рис. 1. Р1вноважт значення поверхневого натягу розчишв шдивщуальних Na-КМЦ (крива 1), БГДП (крива 2) та 1х бшарних розчишв (крива 3) з масовим ствв1дношенням компоненпв m(Na-КМЦ) : т(БГДП), мг/мг: а - 0,0313:1,0; б - 0,0625:1,0; в - 0,125:1,0; г - 0,25:1,0; д - 0,5:0,5; е - 1,0:1,0, в залежноси ввд рН середовища при незмшнш концентрацп БГДП (2,6-10-4 моль/дм3)

На рис. 2 представлен iзотерми поверхневого натягу розчишв шдиввдуального БГДП i бiнарних ро-зчинiв БГДП - Na-КМЦ з рiзним масовим сшвввдно-шенням компонентiв i значенням рН середовища. 3i зменшенням концентраци поверхнево-активних ре-човин сумiш БГДП - Na-КМЦ iз масовим сшвввдно-шенням т(№-КМц):т(БГДП), мг/мг - (0,50:1,0) при рН 2,2-2,4 в технолопчному плаш е неефектив-

ною. Хоча при С(БгдП у сумпш)=100 мг/л дана сумiш ПАР iз зазначеним вище масовим спiввiдношенням компоненпв виявляла в сильно кислому середови-щi малопомiтний синергiзм по поверхневому натягу (с) (рис. 1, д). Аналопчне спостерiгаеться при рН=5,45 для сумiшi БГДП - №КМЦ iз масовим спiввiдношенням т(Ыа-КМЦ):т(БГДП), мг/мг -(0,125:1,0).

Рис. 2. 1зотерми поверхневого натягу розчитв шдивщуа-льного БГДП (крива 1) i бшарних розчишв ПАР (кривi 2, 3)

з рiзним масовим стввдаошенням компонента m(Na-КМЦ):m(БГДП) при фжсованих значеннях рН середовища: а - 2,2-2,4 (крива 2 - 0,25:1,0; крива 3 - 0,50:1,0); б - 5,45 (крива 2 - 0,125:1,0; крива 3 - 0,25:1,0); в - 6,9-7,1 (крива 2 - 0,0625:1,0; крива 3 - 0,125:1,0); г - 9,3 (крива 2 - 0,125:1,0; крива 3 - 0,25:1,0)

Ефективною при рН 2,2 i 5,4 в усьому досль джуваному концентрацшному дiапазонi е сумш iз сшвввдношенням т(№-КМЦ):т(БГДП), мг/мг -(0,25:1,0) (рис. 1, 2). В нейтральному i лужному сере-

довищах найбiльше вщхилення вiдносно зниження поверхневого натягу (с) спостертаеться при менших витратах Na-КМЦ, для cyMrni i3 спiввiдношенням m(Na-KM^:m(Br,nn), мг/мг - (0,125:1,0). Ефектив-нicть ди бiнарних cyмiшей БГДП i Na-КМЦ при ви-явлених синергетичних ефектах по с визначаеться взаемодiею компонентiв у змiшаних адcорбцiйних шарах на меж1 подiлy фаз розчин - повиря.

К1льк1сний аналiз взаемодй низькомолекуляр-но! катюнно! ПАР i високомолекулярно! анюнно! ПАР у змшаних адcорбцiйних шарах здiйcнено на оcновi псевдофазно! моделi розподiлення з використанням теори by Rubing&Rosen за формулами (1) i (2):

( хст)2 ln (aC*2 / x*C*)

(i - xŒ)2 ln[(i - a) C°2 / (l - x*) C\

• = 1,

(T =

ln(aC*2 / x°C°) (1 '

(1)

(2)

де a - мольна частка Na-КМЦ у розчинi з БГДП; хс -мольна частка Na-КМЦ у адсорбцшному шарi на межi подшу фаз розчин ПАР - повиря; CC2, C*2 - моля-

рнi концентрацй шдиввдуальних розчинiв Na-КМЦ, БГДП i ïхнiх бiнарних розчишв при певному значен-нi (с); ßc - параметр мiжчастинковоï взаемодй' ПАР у адсорбцшному шарi при фiксоваиому значенш (с).

Одержанi за рiвияниям (2) значення параметру мiжчастинковоï взаемодй' ПАР у адсорбцшних шарах -ßc (ßc е енергетичною характеристикою взаемодй' компоненпв), негативш (табл. 1). Дане свщчить про те, що при самодовшьно обраних с=58,0 i 60,5 мДж/м2 при значеннях рН середовища 5,45 i 6,9-7,1 ввдбуваеться взаемодiя компонеитiв у адсорбцiйних шарах на межi подшу фаз бшарний розчин ПАР - повiтря.

Висош за абсолютною величиною значення параметра ßc (7,87-8,16) вказують на складний меха-нiзм формування змiшаиих адсорбцшних шарiв, утворених iз дослiджуваних ПАР. Вш пов'язаний iз дiею електростатичних взаемодiй м1ж катiонами гек-садецилшридишю i карбоксилат-iонами:

iз дiею сил Ван-дер-Ваальса, гiдрофобних взаемодiй та структуруванням води навколо iоногенних груп ПАР у ^'х бiнарних розчинах. За взаемодй' БГДП з Na-КМЦ утворюються самооргашзоваш комплексно-подiбнi сполуки.

г

Таблиця 1

Параметри адсорбцй' БГДП i Na-КМЦ на межi под^ фаз розчин - повiтря при фжсованому значеннi _поверхневого натягу (с) i значент рН середовища_

с, мДж/м2 рН а (Na-КМЦ) Cl -105 (Na-КМЦ) Cl -105 (БГДП) Cl. 105 (розр) C*2 -105 (експ) хс (Na-КМЦ) -ßc

моль/дм3

m(Na-КМЦ):m(БГДП), мг/мг - (0,125:1,0)

58,0 7,0 0,00053 0,11 4,69 4,59 1,44 0,3144 8,16

m(Na-КМЦ):m(БГДП), мг/мг - (0,25:1,0)

60,5 5,5 0,00106 0,11 7,03 6,59 1,57 0,3642 7,87

6. Висновки

1. Вивчено особливосп поведiнки бромiду ге-ксадецилшридишю (БГДП) та натрiевоi солi карбок-симетилцелюлози (Na-КМЦ) на межi под^ фаз бь нарний водний розчин - повиря при рiзних масових сшвввдношеннях компонентiв у розчинах в широкому дiапазонi значень рН за незмшно1' концентрацп катiонноi ПАР.

2. Проведено шльшсний аналiз взаемодп БГДП i Na-КМЦ на меж под^ фаз розчин - повгт-ря. Розрахунок складу змiшаних адсорбцшних ша-рiв i параметру мшчастинково1' взаемодii у них компонентiв, проведений на основi псевдофазно1' моделi розподшення з використанням пiдходу Розе-на показав, що вони збагачi катюнною ПАР. Моль-на частка №-КМЦ у змiшаних адсорбцiйних шарах залежно вiд масового спiввiдношення компонентiв у розчиш i значення рН середовища варше вiд 0,3144 до 0,3642. Негативш значення параметра Р° свщчать про надлишкове притягання ПАР у змша-них адсорбцiйних шарах. Висош за абсолютною величиною значення параметра Р°:7,87-8,16 вказують

на вщхилення вiд iдеальноi поведiнки компонентiв при !х сумiснiй адсорбцп на межi подiлу фаз бшар-ний розчин ПАР - пов^я. Ця шформащя важлива, оскiльки сфера застосування незвичайних властиво-стей таких органiзованих систем в рiзних областях науки i технологiях розширюеться [19, 20], а значить потребуе наукового обгрунтування !х складан-ня з ефективною синергетичною дiею в них компонента.

3. Рекомендовано для еколопв та спецiалiстiв, що займаються проблемою очищения технолопчних водних розчинiв i стiчних вод вiд "бiологiчно жорст-ких" катiонних ПАР, якими е солi алкiлпiридинiю, в процесi флотацшно1' обробки для збiльшення поверхневого концентрування катiонних ПАР iз розбавлених водних розчинiв вводити у слабко кислому або нейтральному середовищi високомолекулярний поверхнево-активний полiмер анюнно1' природи у масовiй кiлькостi ш(№-КМЦ):т(САП), мг/мг - (0,25:1,0) та у слабко лу-жному середовищi у два рази зменшити витрату №-КМЦ, де спостерiгалось полшшення поверхневих властивостей !х змiшаних розчинiв.

Лiтература

1. Холмберг, К. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах [Текст] / К. Холмберг, Б. Йенс-сон, Б. Кронберг, Б. Линдман. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 528 с.

2. Кочкодан, О. Д. Термодинамические характеристики мицеллообразования как мера взаимодействия молекул воды и ПАВ [Текст]: сб. науч. тр. / О. Д. Кочкодан, T. В. Кармазина // SWorld. - 2014. - T. 30, № 4. - C. 91-96.

3. Волювач, О. В. Адсорбщя хлориду додецилтридишю iз розчишв, що мютять Твши (Твш-40, Твш-60) [Текст] / О. В. Волювач, О. О. Стрельцова // Украшський хiмiчний журнал. - 2011. - Т. 77, № 3. - С. 21-25.

4. Волювач, О. В. Кшьюсна та термодинамiчна оцшка взаемодп йодиду гексадецилтридитю i Твшу-20 в змшаних водних розчинах i адсорбцшних шарах [Текст] / О. В. Волювач // Вюник национального ун-ту "Львгвська полгтехнжа". Се-рш: Хiмiя, технологш речовин та 1х застосування. - 2013. - № 761. - С. 64-70.

5. Стрельцова, Е. А. Анализ адсорбции бромида гексадецилпиридиния и алкилсульфата натрия на границе раздела фаз бинарный раствор ПАВ - воздух [Текст] / Е. А. Стрельцова, О. В. Волювач // Вюник Одеського национального ун-ту. Серш: Хiмiя. - 2009. - Т. 14, № 12. - С. 114-120.

6. Пат. № 70434 UA. Миючий заиб на основi синергетично1 комбшаци катiонноï та неiоногенноï поверхнево-активних речовин. МПК C11D 1/72 [Текст] / Волювач О. В., Менчук В. В., Драгуновська О. I.; заявник та патентовласник Одеський нацюнальний унгверситет iменi I. I. Мечникова. - № u201114074; заявл. 29.11.2011; опубл. 11.06.2012, Бюл. № 11.

7. Волювач, О. В. Колоïдно-хiмiчнi закономiрностi вилучення солей гексадецилтридин1ю iз водних розчинiв [Текст]: дис. ... канд. х1м. наук / О. В. Волювач. - К., 2006. - 135 с.

8. Волювач, О. В. 1нтенсифжащя процесу флотацшного вилучення додецилсульфату натрта iз водних розчинв у присутностi Твiнiв [Текст] / О. В. Волювач // Питання хiмiï та хiмiчноï технологи. - 2011. - № 6. - С. 194-199.

9. Langevin, D. Complexation of oppositely charged polyelectrolytes and surfactants in aqueous solutions [ТехЦ / D. Langevin // Advances in Colloid and Interface Science. - 2009. - Vol. 147-148. - P. 170-177. doi: 10.1016/j.cis.2008.08.013

10. Llamas, S. Adsorption of polyelectrolytes and polyelectrolytes-surfactant mixtures at surfaces: a physico-chemical approach to a cosmetic challenge [Тех1] / S. Llamas, E. Guzman, F. Ortega, N. Baghdadli, C. Cazeneuve, R. G. Rubio, G. S. Luengo // Advances in Colloid and Interface Science. - 2015. - Vol. 222. - P. 461-487. doi: 10.1016/j.cis.2014.05.007

11. Жилякова, Е. Т. Изучение физико-химических и технологических характеристик натрий карбоксиметилцеллюло-зы с целью создания пролонгированных лекарственных форм с жидкой дисперсионной средой [Текст] / Е. Т. Жилякова, Н. Н. Попов, М. Ю. Новикова, О. О. Новиков, М. А. Халикова, В. С. Казакова // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. - 2011. - Т. 13-2, № 4 (99). - С. 146-153.

12. Иванкин, А. Н. Наномикрокомпозиционные раневые покрытия на основе коллагена и карбоксиметилцеллюлозы [Текст] / А. Н. Иванкин, В. И. Панферов, Х. А. Фахретдинов, Н. Л. Вострикова, А. В. Куликовский, П. М. Голованова // Лесной вестник. Рациональное использование лесных ресурсов и древесных продуктов. - 2015. -T. 19, № 1. - С. 41-45.

13. Dhar, N. Interactions of nanocrystalline cellulose with an oppositely charged surfactant in aqueous medium [ТехЦ / N. Dhar, D. Au, R. C. Berry, K. C. Tam // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2012. - Vol. 415. -P. 310-319. doi: 10.1016/j.colsurfa.2012.09.010

14. Mata, J. Interaction of cationic surfactants with carboxymethylcellulose in aqueous media [ТехЦ / J. Mata, J. Patel, N. Jain, G. Ghosh, P. Bahadur // Journal of Colloid and Interface Science. - 2006. - Vol. 297, Issue 2. - P. 797-804. doi: 10.1016/ j.jcis.2005.11.022

15. Liu, J. Salt effect on the complex formation between 1-dodecyl-3-methylimidazolium bromide and sodium carboxymethylcellulose in aqueous solution [Тех^] / J. Liu, L. Zheng, D. Sun, X. Wei // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2010. - Vol. 358, Issue 1-3. - P. 93-100. doi: 10.1016/j.colsurfa.2010.01.034

16. Wu, Q. Investigation on the interaction between C16TAB and NaCMC in semidilute aqueous solution based on rheological measurement [ТехЦ / Q. Wu, M. Du, Y. Shangguan, J. Zhou, Q. Zheng // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2009. - Vol. 332, Issue 1. - P. 13-18. doi: 10.1016/j.colsurfa.2008.08.022

17. Антонова, Н. M. Разработка композиционных материалов на основе полимера Na-КМЦ с металлическими порошковыми наполнителями для формирования функциональных покрытий и пористых пленок [Текст]: дис. ... д-ра техн. наук / Н. М. Антонова. - Новочеркасск, 2015. - 329 с.

18. Кокшаров, А. В. Повышение огнетушащей способности пены низкой кратности [Текст] / А. В. Кокшаров // Вестник Воронежского института ГПС МЧС России. - 2013. - № 4 (9). - С. 48-49.

19. Zhang, H. Solubilization of octane in cationic surfactant-anionic polymer complexes: Effect of ionic strength [ТехЦ / H. Zhang, L. Deng, P. Sun, F. Que, J. Weiss // Journal of Colloid and Interface Science. - 2016. - Vol. 461. - P. 88-95. doi: 10.1016/j.jcis.2015.09.028

20. Tiitu, M. Ionically self-assembled carboxymethyl cellulose/surfactant complexes for antistatic paper coatings [ТехЦ / M. Tiitu, J. Laine, R. Serimaa, O. Ikkala // Journal of Colloid and Interface Science. - 2006. - Vol. 301, Issues 1. - P. 92-97. doi: 10.1016/j.jcis.2006.04.072

Дата надходженнярукопису 22.02.2017

Волювач Ольга B^4ecraBiBHa, кандидат хiмiчних наук, старший науковий сшвробггник, кафедра мшро-бюлогл, вiрycологil та бютехнологи, Одеський нацюнальний ушверситет iменi I. I. Мечникова, вул. Дво-рянська, 2, м. Одеса, Укра!на, 65082 E-mail: voluvach@ukr.net

1шков Юрш Васильович, доктор хiмiчних наук, професор, кафедра оргашчно! ими, Одеський нацюнальний ушверситет iменi I. I. Мечникова, вул. Дворянська, 2, м. Одеса, Укра!на, 65082

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.